PDF《简易心 电图仪》

1 A单片机可达到

4 9 .

5 1

2 M H z 的时钟频率 , 而且 提供计数器计时 中断. 计数器的时钟源频率最高可以设置为2

4 5

1 2 MH z , 经过分频后有多种采样频率可选. 而且凌阳单片机的 汇编语言中已经有F I R 算法可以直接应用 , 因此可以做出

1 6 阶 的数字滤波. 虽然

1 6 阶的数字滤波器效果不是十分理想 , 不能 充分发挥数字滤波的性能 ,但可以起辅助滤波作用. 综上所述 ,由于本系统除了波形处理外, 还要求j L ~ h - 数字 存储和回放功能 ,因此本系统采用模拟 、 数字滤波相结合的方 案 ,对通过两种标 准导联所采集 的两路心电信号分别进行 以100Hz和5

0 0 H z 为截止频率的模拟低通滤波,对要进行存储的 信号 , 在用单片机采样 的同时对其进行数字滤波 , 截止频率可 设置低于5

0 H z , 以避免工频信号干扰, 使所存储 回放的心电波 形更为清晰. ( 3)陷波 处理 本系统要除去工频5

0 H z 的干扰 , 需要对混杂在心电信号里 的5

0 H z 信号作尽可能大的衰减处理. 处理方案集 中在两种:自 适应相干模板法和模拟陷波法. 自适应相关模板法 自适应相关模 板法利用工频干扰的相 关特性 ,从原始输入信号中得到工频干扰的模板 , 进而从原始 输入信号中减去工频干扰的模板 , 达到滤除工频干扰的目的. 但这种方法算法虽简单但程序设计比较复杂 , 考虑到竞赛时间 有限 ,故不采取这个方案. 模拟双T陷波 图1为双 T网络幅频特性曲线. 通过图

1 幅・32・电子世界2

0 0

5 年2期 维普资讯 http://www.cqvip.com 频特性可知 , 对于 ∞: ∞o 的其 他频率信号 ,通过双 T 网络具 有较强的负反馈 ,因为双 T网 络具有 良好的滤波特性,在仪 表的电源噪声滤波电路中获得 了较为广泛的应用,又因为双 T 网络具有 比R C 串、 并联网络 更好的选频特性 ,故我们选用 双 T网络进行陷波. 综上 比较 , 模拟陷波方案比较简易可行,因此选择模拟陷 波方案 . 系统 设计综合以上方案论证与分析 , 我们得出如图

2 所示的简易心 电仪系统结构图.

1 .前置放大部分 图3 为心电信号放大电路.电极采集到的心电信号大约为 为5

0 0 H z ,因此我们在放大心电信号后对其进行滤波.滤波器 设计采用F i l t e r Wi z a r d 软件 , 设置衰减3 d B 时对应频率为5

0 0 H z , 衰减10dB时对应频率为900Hz.软件计算生成 了一个二 阶的巴特沃兹低通滤波器并给 出了相关 的电阻电容参数 .其 设计仿真图与设计电路图如图 5所示 . 图5图6a为低通滤波器的频率特性曲线, 是经过P s P I C E 对图4 的 仿真结果 图.其中滤波 器为输入电压振幅为 l V 的正弦波. 从图 可以 看出滤波器的截止频率 为5

0 0 H z , 完全符合设计 要求. (

2 )高通部分 赛 题要求心 电放大器低频 截止频率在设计中保证 为0 .

0 5 H z , 没有要求进 '

、 、 、 ~ t 々 、 \ 行测试, 可用无源的R C网络来实现.由公式: f . . 一上,取c

2 ~ r R C 为4.7F,则 R = .

2 ~

3 .

1 4 ~

4 . ~ ~

1 0 -

6 ~

0 .

0 5 =

6 7

7 .

6 0 k n 我们选用

6 8

0 k Q的电阻. 图320V一

2 0 mV ,而灵敏的仪表放大器 I N A

1 2

8 只需外接一个电 阻就能将信号放大

1 ―1

0 0

0 0 倍 ,其增益 G与外接电阻的 R G 的 计算公式为 :

1 0 ―

0 兽一寰一】0.20RG:―